CAPITOLO 6

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Capitolo 6 Conclusioni e obiettivi futuri

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6.1 CONCLUSIONI E OBIETTIVI FUTURI

La tecnologia FWD inizia il suo sviluppo negli anni ’60 in Danimarca. Da allora sono stati fatti molti progressi e i dispositivi FWD si sono evoluti, ci sono stati cambiamenti nel sistema di ammortizzamento della massa battente, passando da molle metalliche a S a smorzatori in gomma per ottenere una più fedele riproduzione dell’onda di carico dei veicoli. Il macchinario è passato da un iniziale sistema idraulico azionato a mano per il sollevamento della massa battente, ad un sistema completamento elettro-magnetico con presa e rilascio della massa automatiche.

La più recente versione di questa strumentazione è il Dynatest 8012 FastFWD oggetto della presente tesi. Tale apparecchiatura differisce dal modello precedente principalmente per il sistema di sollevamento della massa battente. Rispetto al precedente sistema idraulico, il FFWD ha un sistema totalmente elettro-magnetico con meccanismo di sollevamento detto

Ball Screw, che permette di ridurre il tempo per eseguire un ciclo di carico a 1/5. L’incremento

di velocità nell’eseguire le prove comporta non solo di mantenere una sezione stradale chiusa per un tempo minore aumentando quindi la sicurezza, ma permette anche di utilizzare l’attrezzatura per effettuare prove di rottura accelerata (APT), non eseguibili praticamente con i modelli precedenti.

Questo apre nuovi scenari di applicazione per prove APT in sito. Tali prove erano tradizionalmente eseguite tramite HVS (Heavy Vehicle Simulator), macchinari di prova molto voluminosi, pesanti, costosi, non facilmente maneggevoli, poiché richiedono un trattore stradale per la movimentazione, ed inoltre possono essere utilizzati esclusivamente per prove tipo APT (mentre il FFWD può essere utilizzato anche per i normali rilievi di portanza). Questi macchinari hanno il beneficio di applicare sulla pavimentazione un carico praticamente identico a quello che la pavimentazione subirà in sito, poiché applicato direttamente da una ruota scorrevole. Al contempo anche il FFWD è stato studiato per andare ad applicare sulla pavimentazione oggetto di indagine l’intera gamma di carichi, indotta dal passaggio dei veicoli, cui questa è soggetta durante la vita utile. Recenti esperienze, comprese quelle fatte durante questa tesi, stanno cercando di capire se le APT fatte con FFWD sono simili a quelle fatte con HVS, aprendo quindi nuove possibilità di utilizzo del macchinario per lo studio del comportamento a lungo termine di materiali messi in opera.

Le misure FFWD sono equivalenti alle normali misure FWD e dovranno quindi essere affiancate da misure che riguardano gli spessori degli strati e la temperatura dello strato legato a bitume.

L’esperienza fatta nell’ambito di questa ed altre tesi o per fini progettuali dimostrano la fattibilità di questo tipo di indagini, che per adesso possiamo ritenere sperimentali ma che comunque hanno presentato un buon grado di affidabilità nell’ambito in cui sono state svolte.

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215 Nel corso di una precedente tesi di Laurea sono state applicate fino a 1800000 ripetizioni di carico su un singolo punto nell’arco di 70 giorni, raggiungendo, in un ristretto arco temporale, un valore di ripetizioni di carico paragonabile al numero di passaggi di mezzi pesanti che interessano una sezione stradale durante l’intera vita utile. Le pavimentazioni analizzate erano composte da uno strato bituminoso superficiale e fondazione in materiale granulare.

Un’altra interessante esperienza dell’utilizzo del FastFWD si è svolta durante i lavori di riqualifica della pista 16L/34R dell’aeroporto “Leonardo da Vinci” di Fiumicino (Roma). L’attrezzatura è stata utilizzata per studiare il comportamento a lungo termine del materiale per sottofondo “Glass Foam”. La prova ha richiesto la costruzione di uno strato di ripartizione dei carichi al di sopra del sottofondo per permettere di applicare la corretta tensione al Glass

Foam. Sono state applicate circa 25000 ripetizioni di carico su ognuno dei due diversi punti

di indagine, la prova è stata interrotta al momento in cui le deflessioni sotto-piastra presentavano un aumento repentino con sbalzi irregolari e la misura andava oltre il limite strumentale.

Nell’ambito di questa Tesi sono state eseguite 3 prove. Lo scopo di tali prove è stato di testare il FFWD per prove APT e lo studio del Ready To Mix. Queste prove hanno evidenziato la natura sperimentale del macchinario per prove di tipo APT e le possibilità di miglioramento per sperimentazioni future. Infatti la produttività è andata sempre crescendo durante le prove, raggiungendo i 2500 colpi/ora, valore anche al di sopra dell’aspettativa della casa produttrice di 2400 colpi/ora. Nel corso delle prove svolte non solo la produttività ma anche la qualità dei dati acquisita è andata sempre crescendo.

Dall’elaborazione dei dati acquisiti siamo riusciti ad ottenere una curva di fatica per il materiale in esame. Tale curva si è mostrata affidabile nell’applicazione ad un caso reale, ma serviranno studi futuri per la sua validazione.

Dalle prove della presente Tesi e dalle esperienze prima descritte è possibile stilare un elenco di indicazioni generali per l’esecuzione di prove APT al fine di ottenere risultati elaborabili:

 se lo scopo della prova è lo studio a lungo termine di uno specifico materiale, questo dovrà essere messo in condizioni di prova tali da poter raggiungere un livello di tensione predeterminato in modo da raggiungere la rottura;

 se si studia un materiale da sottofondo serve uno strato di ripartizione su di esso con minima sensibilità alla temperatura con spessore minimo tale da poter essere elaborabile dai software;

 se il materiale in esame è legato (a bitume o cemento) e per l’utilizzo in strati superficiali, è necessario che venga allestito un campo prove apposito con una stesa di tale materiale. La stesa va eseguita su di un sottofondo dalle qualità scadenti in modo da ottenere la rottura del materiale. La qualità del sottofondo non deve comunque pregiudicare la buona riuscita della stesa. Lo spessore deve essere di almeno 12 cm,

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216 spessori minori vicini al limite di elaborazione conducono a risultati del software ELMOD non affidabili. Questo è fondamentale in particolare nel caso in cui si utilizzi come criterio di rottura il dimezzamento del modulo;

 se il materiale ha modulo sensibile alla temperatura, durante la prova registrare la temperatura dello strato. Al fine di ottenere una buona analisi è necessario disporre di una affidabile legge di variazione del modulo con la temperatura;

 durante la prova è fondamentale che la piastra rimanga esattamente sullo stesso punto. Se è necessario eseguire misure complementari durante la prova che richiedono lo spostamento del macchinario, assicurarsi di riposizionare la piastra esattamente sullo stesso punto;

 il sito di prova deve essere il meno inclinato possibile in modo da facilitare il riposizionamento del FFWD se è necessario il suo spostamento;

 eseguire la prova con la maggiore continuità possibile. In questo modo si elimina la componente di self-healing del materiale se questo non è oggetto di studio;

 se si vuole ottenere una legge di fatica, testare più punti con diversi livelli di tensione, ottenibili con una diversa altezza di caduta della massa o da diverse condizioni di fondazione e sottofondo.

Per il futuro potrebbe essere interessante introdurre una componente di wandering, spostando lateralmente la piastra con cognizione di causa durante la prova. Questo sarebbe un ulteriore passo avanti per portare questo tipo di prova più vicino a quelle fatte con HVS.

Sarebbe da verificare ulteriormente se sia necessario arrivare alla effettiva rottura superficiale dello strato in esame o se siano sufficienti le misure derivate dall’interpolazione dei dati. Per ottenere un confronto diretto con le prove HVS si potrebbero eseguire prove APT con FFWD su pacchetti di pavimentazione identici.

Inoltre sarebbe da confermare la correttezza della legge a fatica trovata, con:  prove su uno strato di Ready To Mix di spessore adeguato;

 prove APT con FFWD con un livello di carico tale da poter verificare l’andamento della curva di fatica nell’intorno del punto in cui presenta il ginocchio e per alcuni valori di deformazione simili a quelli di laboratorio;

 come per il punto sopra sarebbe da verificare la legge di fatica ma con prove di laboratorio con livelli di deformazione maggiori.